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總氮是評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的關(guān)鍵指標(biāo),其測(cè)定通常采用堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度法。然而,工業(yè)廢水、生活污水及海水等實(shí)際水樣中普遍存在較高濃度的氯離子,對(duì)測(cè)定過(guò)程產(chǎn)生顯著干擾。氯離子不僅可能消耗消解劑,還能與消解產(chǎn)物或其他試劑發(fā)生副反應(yīng),導(dǎo)致總氮測(cè)定結(jié)果偏低或出現(xiàn)假陰性。因此,研究可靠、簡(jiǎn)便的氯離子干擾消除方法,對(duì)于提高總氮測(cè)定準(zhǔn)確度具有實(shí)際意義。 干擾機(jī)理分析 氯離子在堿性過(guò)硫酸鉀消解過(guò)程中主要產(chǎn)生兩方面影響:其一,氯離子被過(guò)硫酸鉀氧化生成氯氣或次氯酸鹽,競(jìng)爭(zhēng)消耗氧化劑,使有機(jī)氮和氨氮無(wú)法完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽;其二,氯離子及其氧化產(chǎn)物在后續(xù)紫外波長(zhǎng)處(220 nm與275 nm)可能產(chǎn)生吸收,疊加在硝酸鹽吸光度之上,造成光譜干擾。當(dāng)水樣中氯離子濃度超過(guò)500 mg/L時(shí),干擾已不可忽略;海水中氯離子可達(dá)約19 g/L,常規(guī)消解方法幾乎失效。 消除方法研究現(xiàn)狀 針對(duì)氯離子干擾,已有研究者提出若干應(yīng)對(duì)策略,各具適用范圍與局限性。 化學(xué)掩蔽法 較為常用。在消解前向水樣中加入硫代硫酸鈉,利用其還原性與氯離子競(jìng)爭(zhēng)氧化劑,可減輕氯離子的消耗作用。研究表明,硫代硫酸鈉投加量為氯離子質(zhì)量濃度的0.5~1倍時(shí)效果較好,但過(guò)量添加反而引入額外氮源,造成正干擾。另一種掩蔽劑為高錳酸鉀,可在堿性條件下優(yōu)先與氯離子反應(yīng),但其自身分解產(chǎn)物可能干擾比色。此外,汞鹽雖能絡(luò)合氯離子,但由于毒性問(wèn)題已逐漸被淘汰。 稀釋法最為簡(jiǎn)單,即對(duì)高氯水樣進(jìn)行適度稀釋,使氯離子濃度降至干擾閾值以下。該方法的缺點(diǎn)在于,稀釋同時(shí)降低了總氮濃度,可能低于方法檢出限,不適合低總氮含量的樣品。 沉淀分離法則是利用銀鹽(如硫酸銀)與氯離子生成氯化銀沉淀,離心或過(guò)濾去除。此途徑干擾消除徹底,但需要注意:過(guò)量銀離子需用氯化鈉或鹽酸回滴除去,否則殘余銀離子可能催化過(guò)硫酸鉀分解,且沉淀過(guò)程可能吸附少量含氮物質(zhì),造成損失。實(shí)際操作時(shí)宜控制銀鹽加入量,并用空白實(shí)驗(yàn)校正。 離子色譜預(yù)分離是將水樣通過(guò)陽(yáng)離子交換柱或銀型預(yù)處理柱,氯離子被選擇性截留,流出液直接用于消解測(cè)定。此法效果可靠,適合批量樣品前處理,但增加了分析成本和時(shí)間,且需驗(yàn)證交換柱是否吸附硝態(tài)氮或氨氮。 實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)水樣類型和氯離子大致濃度范圍選用合適方案。對(duì)于氯離子低于2000 mg/L的工業(yè)廢水,優(yōu)先嘗試化學(xué)掩蔽配合提高消解劑用量;對(duì)于高鹽廢水或海水,推薦采用銀鹽沉淀預(yù)處理,但需同步進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證準(zhǔn)確性;若樣品量少且總氮含量較高,稀釋法不失為快捷選擇。值得注意的是,任何消除方法都應(yīng)當(dāng)與標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行比對(duì),并確保空白值在可控范圍內(nèi)。
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